JP2522538B2 - 耐熱性の高いヌクレア―ゼ画分の製造方法 - Google Patents

耐熱性の高いヌクレア―ゼ画分の製造方法

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JP2522538B2
JP2522538B2 JP1021866A JP2186689A JP2522538B2 JP 2522538 B2 JP2522538 B2 JP 2522538B2 JP 1021866 A JP1021866 A JP 1021866A JP 2186689 A JP2186689 A JP 2186689A JP 2522538 B2 JP2522538 B2 JP 2522538B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、糸状菌による生産物中に存在する耐熱性の
高いヌクレアーゼ活性画分に関する。具体的には、本考
案は100℃、30分の加熱後も活性を失わないヌクレアー
ゼ活性画分の製造方法に関する。
(先行技術) 従来より、糸状菌が生産するセルラーゼからなる酵素
製剤が種々市販されている。例えば、セルラーゼオノズ
R(近畿ヤクルト製造;トリコデルマ由来)、セルラ
ーゼAPR(天野製薬;アスペルギルス由来)およびトー
ヨーセルラーゼR(東洋醸造;フザリウム由来)が市販
されている。これらのセルラーゼ製剤には、種々の多糖
分解酵素およびタンパク分解酵素が含まれていることが
知られている。そして、かかる酵素の一部についてはす
でに単離がなされており、その性質が検討されている。
このため、これらのセルラーゼ製剤は多糖やタンパクの
分解に広く用いられている。
しかしながら、これらのセルラーゼ製剤ならびに糸状
菌の生産物自体の、DNAに対する作用については全く検
討が試みられていない。また、ヌクレアーゼ活性の有無
についても何等知られていない。
一方、従来知られている酵素は加熱すると活性が著し
く低下し、利用価値が大きく減ずるものがほとんどであ
る。とくに、酵素を100℃で30分以上加熱した場合であ
っても、その活性を維持しうる酵素は皆無に近い。この
ため高温で長時間活性を維持し得る酵素製剤の開発が求
められている。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、100℃で30分以上加熱しても酵素活性を失
わない耐熱製に優れたヌクレアーゼ画分の製造方法を提
供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明は、トリコデルマ由来のセルラーゼオノズ
R、アスペルギルス由来のセルラーゼAPRおよびフザリ
ウム由来のトーヨーセルラーゼR等の糸状菌生産物にヌ
クレアーゼ活性があることを、初めて見いだしたことに
基づき完成された(例1)。本発明は、トリコデルマ、
アスペルギルスおよびフザリウムからなる群より選ばれ
る菌の培養生成物を精製することを特徴とする、100℃
で30分加熱後も活性を有するヌクレアーゼ画分の製造方
法をその内容とする。
本発明に係るヌクレアーゼ活性画分は、例えば以下の
方法で糸状菌の生産物から得ることができるが、本発明
で使用しうるヌクレアーゼ活性画分はこれらの方法で得
られる画分のみに限定されるものではない。本発明に係
るヌクレアーゼ活性画分は、セルラーゼオノズカR、セ
ルラーゼAPRおよびトーヨーセルラーゼR等の糸状菌由来
のセルラーゼ製剤の溶液(pH7.0)を80℃で10分間加熱
し、生成する熱変性不溶物を除去した後、DEAE−セファ
デックスRカラムクロマトにチャージして0.5M塩化ナト
リウムで溶出することによって得ることができる(例2
−4)。また、80℃で加熱することなくセルラーゼ製剤
の溶液を直接DEAE−セファデックスRカラムクロマトに
かけpH7.0で吸着されない画分をとることによっても得
ることができる(例5−7)。さらに、トリコデルマ、
アスペルギルスおよびフザリウム等の糸状菌をポテトデ
キストロース培地、サブロー培地等の培地で培養するこ
とによって得られた培養物にエタノールを加えて上清を
分離し、その上清に上記の方法を施してヌクレアーゼ活
性画分を得ることもできる。
λDMAに対するヌクレアーゼ活性を検討したところ、
上記方法で得た本発明に係る画分には活性が認められる
が、他の画分には全く認められないことが判明した(例
8)。このことから、糸状菌生産物に認められるヌクレ
アーゼ活性は、本発明に係る画分のみに起因することが
明らかになった。従って、糸状菌生産物またはそのセル
ラーゼ酵素製剤中の該活性画分のみを取り出し濃縮して
使用すれば、糸状菌生産物や酵素製剤そのものにあるヌ
クレアーゼ活性以上の活性と選択性が期待できる。
本発明に係る活性画分は、極めて優れた耐熱性を有し
ている(例9および10)。本発明に係る活性画分は、60
〜100℃という高温域においてもヌクレアーゼ活性を有
するが、とくにアスペルギルスおよびフザリウム由来の
活性画分はその活性が高い。また本発明に係る活性画分
は100℃で30分加熱してもその活性を失わないという従
来の酵素にない著しい効果を有している。トリコデルマ
由来の活性画分では100℃で45分加熱してもなお活性が
認められる(例10)。かかる耐熱性の高い画分からなる
本発明の酵素製剤は高温での核酸分解処理が必要な場合
等に有効に活用されるものである。なお、λDNA分解の
至適温度はトリコデルマ由来の活性画分では45℃である
(例11)。
また、本発明に係るヌクレアーゼ活性画分は、DNAの
分解生成物の長さを揃えるという特徴的な効果も併せ持
つ。通常DNAを酵素分解すると様々な長さの分解生成物
が生じる。しかし、本発明に係るヌクレアーゼ活性画分
を使用すれば、分解生成物の長さが比較的揃った生成物
を得ることができる。例えば、λDNAに本発明に係る活
性画分を作用させた場合は、反応開始から30〜45分後に
分解生成物がほぼ一定の長さに揃う(例12)。
さらに、本発明に係るヌクレアーゼ活性画分は基質特
異性が低く、様々な核酸の分解に広く適用しうるもので
ある。たとえば、λDNA、熱変性させたλDNA、ボビン・
サイマスDNA、熱変性させたボビン・サイマスDNA、ニシ
ン精子DNA、熱変性させたニシン精子DNA、M13DNA、酵母
RNAおよび仔牛肝臓DNAのいずれに対しても十分な活性を
示す(例13)。
以下、本発明に係るヌクレアーゼ活性画分の製造方法
およびその活性について具体的に述べる。
例1 セルラーゼ酵素製剤のヌクレアーゼ活性を以下の方法
で検討した。
セルラーゼオノズカR(近畿ヤクルト製造:試料
1)、ドリメラーゼR(協和発酵工業:試料2)、ナガ
ーゼR(長瀬:試料3)、トーヨーセルラーゼR(東洋醸
造:試料4)およびセルラーゼAPR(天野製薬:試料
5)の各々について、酵素濃度20mg/ml(0.05Mリン酸バ
ッファー、pH7.0)の溶液を調製した。その各々の溶液
を35、45および55℃でλDNAに対して1時間作用させた
後、電流値38mAで1時間アガロース電気泳動し、プロフ
ァイル(第1図)を観察した。第1図中(a)、(b)
および(c)はそれぞれ35、45および55℃のプロファイ
ルであり、A〜Gは順にλDNA(A)、試料1(B)、
試料2(C)、試料3(D)、試料4(E)、試料5
(F)およびλDNAをHindIIIで処理したマーカー(G)
に対応している。
例2 本発明に係るヌクレアーゼ活性画分を、以下の方法に
よって得た。
0.05Mのリン酸バッファーによりpHを7.0に保ったセル
ラーゼオノズカ3SR(近畿ヤクルト製造)の2%溶液
を、80℃で10分間加熱した。遠心分離し上清をとること
によって、加熱によって生成した熱変性不溶物を除去し
た。この上清をDEAE−セファデックスRA−50カラムに
チャージし、0.5M塩化ナトリウムで溶出する画分を得
た。
例3 セルラーゼオノズカR(近畿ヤクルト製造)の代わり
にセルラーゼAPR(天野製薬)を用いて例2と同一の操
作を行いヌクレアーゼ活性画分を得た。
例4 セルラーゼオノズカR(近畿ヤクルト製造)の代わり
にトーヨーセルラーゼR(東洋醸造)を用いて例2と同
一の操作を行いヌクレアーゼ活性画分を得た。
例5 本発明に係るヌクレアーゼ活性画分を、以下の方法に
よって得た。
0.05Mのリン酸バッファーによりpHを7.0に保ったセル
ラーゼオノズカ3SR(近畿ヤクルト製造)の2%溶液を
調製した。この溶液をDEAE−セファデックスRA−50カ
ラムにかけて、吸着されない画分を得た。
例6 セルラーゼオノズカR(近畿ヤクルト製造)の代わり
にセルラーゼAPR(天野製薬)を用いて例5と同一の操
作を行いヌクレアーゼ活性画分を得た。
例7 セルラーゼオノズカR(近畿ヤクルト製造)の代わり
にトーヨーセルラーゼR(東洋醸造)を用いて例5と同
一の操作を行いヌクレアーゼ活性画分を得た。
例8 本発明に係る画分と他の画分とのヌクレアーゼ活性の
比較を行った。
0.05Mのリン酸バッファーによりpHを7.0に保ったセル
ラーゼオノズカ3SR(近畿ヤクルト製造)の2%溶液を
調製した。この溶液をDEAE−セファデックスRA−50カ
ラムにかけ、pH7.0で吸着されない画分を得た(第1画
分)。その後、塩化ナトリウムの濃度を0から2モルに
徐々に高めながら、第2画分、第3画分および第4画分
を溶出させた。画分は280nmでの光学密度を調べながら
分離した(第2図)。
λDNAに対する分解活性をアガロース電気泳動のプロ
ファイルを観察することによって調べた。結果は、第1
画分については第3図に、第2画分、第3画分および第
4画分については第2図の上部に示す通りであった。λ
DNA自体のプロファイルは第3図の左端に示す通りであ
る。
これらの図から明らかなように、第1画分については
フラクションNo.31を中心とする分解活性のピークが観
察された。しかし、第2画分、第3画分および第4画分
については全く分解活性が認められなかった。
例9 本発明に係る活性画分の耐熱性を以下の方法で調べ
た。
例5、例6および例7で得られた活性画分を、酵素濃
度20mg/mlにして下記の条件でλDNAに作用させた。
条件1:反応温度60℃、反応時間10分 条件2:反応温度70℃、反応時間10分 条件3:反応温度80℃、反応時間10分 条件4:反応温度100℃、反応時間10分 条件5:反応温度100℃、反応時間30分 条件6:反応温度100℃、反応時間60分 電流値38mAで1時間アガロース電気泳動し、プロファイ
ル(第4図)を観察した。第4図中(a)、(b)およ
び(c)はそれぞれ例5、例6および例7で得られた活
性画分についてのプロファイルである。A〜Iは順にλ
DNAに何も作用させないもの(A)、画分を得る前の原
液を作用させたもの(B)、活性画分を条件1(C)、
条件2(D)、条件3(E)、条件4(F)、条件5
(G)、条件6(H)で作用させたもの、HindIIIを作
用させたものである。
例10 本発明に係る活性画分の耐熱性を以下の方法で調べ
た。
例5で得られた本発明に係る第1画分を100℃で0、1
0、20、30、45および60分間加熱した後、各々について
λDNAに対する分解活性をアガロース電気泳動のプロフ
ァイルで調べた(第5図上)。0分間の場合に対して10
分間、20分間、30分間加熱した場合は徐々に活性が低下
しているものの、なお相当な活性が認められる。45分間
加熱した場合でも、かなり弱まるもののまだ活性は認め
られる。
例11 本発明に係る活性画分の活性と温度との関係について
調べた。
0、40、50、60、70、80、90、および100℃の各々の
温度で10分間加熱し、各々についてλDNAに対する分解
活性をアガロース電気泳動のプロファイルで調べた(第
5図下)。0〜50℃の間に活性に大きな差異は認められ
なかった。しかし、活性は60℃で減少し、70℃で完全に
認められなくなった。ところが、80〜100℃では再び一
様な活性が認められた。
また、20、30、40、45、50、60および70℃の各々の温
度において活性を詳細に調べたところ、第1画分の至適
温度は45℃であることが明らかになった(第6図)。
例12 本発明に係る活性画分によるλDNA分解と時間との関
係を調べた。
例5で得られた第1画分にλDNAを加え0、3、5、1
0、15、30、45および60分後のアガロース電気泳動のプ
ロファイルを調べた(第7図)。その結果、λDNAを加
えて30〜45分後には、分解生成物の長さが揃うことが判
明した。その長さは0.6アガロースの場合は500ベースペ
ア、1.2%アガロースの場合は400ベースペアと計算され
た。
例13 本発明に係る活性画分の基質特異性について調べた。
例5で得られた第2画分にλDNA(A)、熱変性させ
たλDNA(B)、ボビン・サイマスDNA(C)、熱変性さ
せたボビン・サイマスDNA(D)、ニシン精子DNA
(E)、熱変性させたニシン精子DNA(F)、M13DNA
(G)、酵母RNA(H)および仔牛の肝臓DNA(I)を反
応させ、アガロース電気泳動のプロファイルを調べた
(第8図)。いずれの基質についても分解がおこり、本
発明に係る活性画分の基質特異性は低いことが明らかに
なった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、セルラーゼ酵素製剤のλDNA分解活性を示し
た写真である。 第2図は、DEAE−セファデックスRカラムクロマトのフ
ラクションと280nmにおける光学密度との関係を示した
写真付グラフである。 第3図は、ヌクレアーゼ活性画分の各フラクションのλ
DNA分解活性を示した写真付グラフである。 第4図は、高温処理した場合のヌクレアーゼ活性の変化
を示した写真である。 第5図は、ヌクレアーゼ活性画分の耐熱性および温度に
よる活性の変化を示した写真である。 第6図は、ヌクレアーゼ活性画分の温度による活性の変
化を示した写真である。 第7図は、ヌクレアーゼ活性画分によるλDNAの分解と
時間との関係を示した写真である。 第8図は、ヌクレアーゼ活性画分の基質特異性を示した
写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12N 9/16 (C12N 9/16 Z C12R 1:885) C12R 1:885)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トリコデルマ(Trichoderma)、アスペル
    ギルス(Aspergillus)およびフザリウム(Fusarium)
    からなる群より選ばれる菌の培養生成物を精製すること
    を特徴とする、100℃で30分加熱後も活性を有するヌク
    レアーゼ画分の製造方法。
JP1021866A 1989-01-31 1989-01-31 耐熱性の高いヌクレア―ゼ画分の製造方法 Expired - Lifetime JP2522538B2 (ja)

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CA 604181 CA1335084C (en) 1989-01-31 1989-06-28 Nuclease enzyme preparation having high resistance to heat
US07/807,816 US5145780A (en) 1989-01-31 1991-12-16 Method of decomposing nucleic acids with a heat stable nuclease from Trichoderma or Fusarium

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JP1-21865 1989-01-31
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